[发明专利]一种船舶推进轴系动态负荷测试方法

摘要

一种船舶推进轴系动态负荷测试方法，属于船舶推进轴系动态负荷测试技术领域。利用无线电阻应变片采集截面应变，通过端子连接无线信号发射节点，将无线应变发射节点紧固在轴系表面，随轴转动。同步远距离无线基站接收无线应变发射节点的应变信号。利用磁敏角度传感器测量应变角度。利用快速傅里叶变换分析应变信号，设计数字滤波器对应变信号进行处理，得到轴系各截面的弯矩，结合力和弯矩的平衡方程，计算船舶轴系动态负荷及方位角。本发明方法弥补了横舱壁相隔的密封区无法开展测量的缺陷，使容易出现故障的艉管后轴承的测量得以实现；该方法不仅可测量轴承垂向负荷，还可测量横向负荷和方位角，操作方便，稳定性较高，适用性较好，通用性较高。

主权项

一种船舶推进轴系动态负荷测试方法，其特征在于，步骤如下：(1)无线电阻应变片的布置和测量：无线电阻应变片采用半桥连接法粘贴在距被测轴的轴承端面50～200mm处；无线应变发射节点紧固在被测轴表面，通过端子与无线电阻应变片连接，随被测轴一起转动；同步远距离无线基站接收无线应变发射节点的发送的应变信号，再将应变信号传输至电脑；(2)角度测量装置的安装和测量：首先，将磁敏角度传感器安装在被测轴旁的水平支架上；然后，转动被测轴使无线电阻应变片垂直正上方，在被测轴上位置安装磁铁；被测轴在转动过程中，磁敏角度传感器采集磁铁的角度信号，并将角度信号传输至电脑；应变信号的测量和角度信号的测量同步，并确保同步远距离无线基站信号指示灯正常显示；(3)利用快速傅里叶变换对采集的应变信号进行时频域分析，根据分析的信号成份设计数字滤波器，滤除应变信号中的干扰信号，得到更为真实的应变数据；(4)由应变数据得最大应变，其通式为：a=2NFsΣi=1Fs/Nϵi2---(1)]]>式中：a为最大应变，N为被测轴的转速，Fs为采样频率，εi为第i测点处应变值；(5)最大应变对应的方位角由式(2)得到：δ=±arcos(ϵ1a)---(2)]]>式中：δ为最大应变对应方位角，a为最大应变，ε1为第1测点处应变值；(6)截面弯矩的计算：结合实际测量中的一些修正因素，先由式(3)求得弯曲应力，再由式(4)求得被测点截面弯矩；弯曲应力：σ＝±Eaβ/C (3)弯曲力矩：M＝±Wσ (4)式中：W为抗弯截面系数，E为弹性模量，β为线路修正系数，C为桥臂系数，C＝2；(7)得到各截面弯矩后，再结合力和弯矩的平衡方程，计算出各轴承的动态负荷及方位角。